Swift2.1 语法指南——错误处理

原档：https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/Swift/Conceptual/Swift_Programming_Language/ErrorHandling.html#//apple_ref/doc/uid/TP40014097-CH42-ID508

参考：http://wiki.jikexueyuan.com/project/swift/chapter2/18_Error_Handling.html

1、错误处理

错误处理是响应错误并从错误中返回的过程。swift提供一流错误支持，包括在运行时抛出，捕获，传送和控制可回收错误。

一些函数和方法不能总保证能够执行所有代码或产生有用的输出。可空类型用来表示值可能为空，但是当函数执行失败的时候，可空通常可以用来确定执行失败的原因，因此代码可以正确地响应失败。

举个例子，考虑到一个从磁盘上的一个文件读取以及处理数据的任务，有几种情况可能会导致这个任务失败，包括指定路径的文件不存在，文件不具有可读属性，或者文件没有被编码成合适的格式。区分这些错误可以让程序解决并且修复这些错误，并且，如果可能的话，把这些错误报告给用户。

注意：Swift中的错误处理涉及到错误处理样式，这会用到Cocoa中的NSError和Objective-C。

2、表示并且抛出错误

在Swift中，错误用符合ErrorType协议的值表示。

Swift枚举特别适合为一系列相关的错误建模，把一些表征错误本质的值关联在一起。

比如说，你可以这样表示操作自动贩卖机会出现的错误：

 enum VendingMachineError: ErrorType {
     case InvalidSelection
     case InsufficientFunds(coinsNeeded: Int)
     case OutOfStock
 }

在这种情况下，自动贩卖机可能会因为以下原因失败： 请求的物品不存在，用InvalidSelection表示。 请求的物品的价格高于已投入金额，用InsufficientFunds表示。相关的双精度值表示还需要多少钱来完成此次交易。 请求的物品已经卖完了，用OutOfStock表示。

错误抛出，可以让你知道异常发生并且正常的流程不能继续执行。通过在函数或方法声明的参数后面加上throws关键字，表明这个函数或方法可以抛出错误。例如自动贩卖机还需要5个硬币：

throw VendingMachineError.InsufficientFunds(coinsNeeded: )

3、处理错误

当错误被抛出时，周围的代码环境必须处理这个错误，例如纠正问题、尝试另一种方法或者将错误信息报告给用户。

Swift中有四种方式来处理错误。你可以将错误从函数中传递给调用这个函数的代码，又或者用do-catch语句来处理这个错误，又或者当作一个可选值来处理这个错误，或者断言这个错误不会发生。下面将一一介绍这四种方式。

当函数抛出错误后，它就会改变你的程序的流向，所以快速判断抛出错误的位置很重要。因此，在你调用可能抛出错误的函数、方法或者构造函数的前面，加上try关键字（或者try？、try！）。

注意：Swift的错误处理与其他语言类似，用 try, catch 和 throw等关键字。和很多语言（包括Objective-C）中的异常处理不一样，Swift中的处理不会展开调用堆（性能损耗很大的一个过程）。因此，throw语句的性能和return语句差不多。

（1）通过函数抛出错误

为了表示一个函数、方法或构造器可能抛出错误，在函数的参数后面添加throw关键字。

如果函数指定一个返回值，则把throws关键字放在返回箭头(->)的前面。

 func canThrowErrors() throws -> String
 
 func cannotThrowErrors() -> String

一个抛出函数（throwing function）在它被调用的地方传递它的函数体内抛出的错误。

注意：只有抛出函数能传递错误，非抛出函数内的错误必须被处理。

在下面的例子中，如果请求的物品不存在，或者卖完了，或者超出投入金额，vend(itemNamed:)函数会抛出一个错误：

 struct Item {
     var price: Int
     var count: Int
 }
 
 class VendingMachine {
     var inventory = [
         "Candy Bar": Item(price: , count: ),
         "Chips": Item(price: , count: ),
         "Pretzels": Item(price: , count: )
     ]
     var coinsDeposited =
     func dispenseSnack(snack: String) {
         print("Dispensing \(snack)")
     }
 
     func vend(itemNamed name: String) throws {
         guard var item = inventory[name] else {
             throw VendingMachineError.InvalidSelection
         }
 
         guard item.count >  else {
             throw VendingMachineError.OutOfStock
         }
 
         guard item.price <= coinsDeposited else {
             throw VendingMachineError.InsufficientFunds(coinsNeeded: item.price - coinsDeposited)
         }
 
         coinsDeposited -= item.price
         --item.count
         inventory[name] = item
         dispenseSnack(name)
     }
 }

首先，用guard语句来检测条件，如果条件不满足，则抛出错误并推出函数。因为throw语句会马上改变程序流程，当所有的购买条件（物品存在，库存足够以及投入金额足够）都满足的时候，物品才会出售。

当调用一个抛出函数的时候，在调用前面加上try。这个关键字表明函数可以抛出错误，而且在try后面代码将不会执行。

由于vend(itemNamed:)函数传递了抛出的错误，所以，你在代码中调用这个方法时，必须直接处理错误——用do-catch语句, try?,或者 try！,或者继续传递错误。


例如下例中的buyFavoriteSnack(_:vendingMachine:)函数也是一个抛出函数， vend(itemNamed:)函数抛出的错误将会在传递到buyFavoriteSnack(_:vendingMachine:)被调用的地方。

 let favoriteSnacks = [
     "Alice": "Chips",
     "Bob": "Licorice",
     "Eve": "Pretzels",
 ]
 func buyFavoriteSnack(person: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
     let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
     try vendingMachine.vend(itemNamed: snackName)
 }

buyFavoriteSnack(_:vendingMachine:)函数根据人名查询最喜爱的物品，并调用vend(itemNamed:)尝试购买。由于vend(itemNamed:)可能抛出一个错误，调用前加try关键字。

（2）用do-catch语句处理错误

可以用do-catch执行代码块来处理错误。如果do代码块中的代码抛出了错误，并且和catch子句中的错误列表匹配，那么这个错误就可以处理。

do-catch语句的格式一个catch分句包含一个catch关键字，跟着一个pattern来匹配错误和相应的执行语句。：

 do {
     try expression
     statements
 } catch pattern  {
     statements
 } catch pattern  where condition {
     statements
 }

为了保证错误被处理，用一个带pattern的catch分句来匹配错误。如果一个catch分句没有指定样式，这个分句会匹配并且绑定任何错误到一个本地error常量。

catch子句不必处理do子句中可能抛出的所有错误。如果一个错误没有被任意catch子句处理，这个错误将被传递到外部域。无论如何，这个错误必须在某个外部域中被处理，也许用一个封闭的do-catch子句处理，或者传递到一个抛出函数里。

 var vendingMachine = VendingMachine()
 vendingMachine.coinsDeposited =
 do {
     try buyFavoriteSnack("Alice", vendingMachine: vendingMachine)
 } catch VendingMachineError.InvalidSelection {
     print("Invalid Selection.")
 } catch VendingMachineError.OutOfStock {
     print("Out of Stock.")
 } catch VendingMachineError.InsufficientFunds(let coinsNeeded) {
     print("Insufficient funds. Please insert an additional \(coinsNeeded) coins.")
 }
 // prints "Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins."

在上面的例子中，vend(itemNamed:) 函数在try表达式中被调用，因为这个函数会抛出错误。如果抛出了错误，程序执行流程马上转到catch分句，在catch分句中确定错误传递是否继续传送。如果没有抛出错误，将会执行在do语句中剩余的语句。

（3）把错误转化成可选值

可以用try?来处理错误，这种方式把错误转化成可选值。如果一个错误在try？表达式中被抛出，这个表达式的值将为nil。

 func someThrowingFunction() throws -> Int {
     // ...
 }
 
 let x = try? someThrowingFunction()
 
 let y: Int?
 do {
     y = try someThrowingFunction()
 } catch {
     y = nil
 }

如果someThrowingFunction()抛出错误，则x或y的值为nil。否则，x或y的值等于函数的返回值。注意，x和y的类型都是函数的返回类型的可选型。

当你在想用同一种方式处理所有的错误的时候，try？可以让你方便的写出精准的错误处理方法。

 func fetchData() -> Data? {
     if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
     if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
     return nil
 }

（4）禁止错误传递

有时候，你清楚某个抛出函数实际上在运行时不会抛出错误。这种情况下，可以在要禁止错误传递的表达式前面加上try!关键字，并且把这个调用包装在一个断言里，判断是否没有任何错误抛出。如果抛出了错误，将产生一个运行时错误。

下面的例子，通过指定的路径加载图片资源，如果图片无法加载，则抛出错误。实际上，这个图片保存在应用程序的资源中，运行时不会产生错误，所以可以禁止错误的传递。

 let photo = try! loadImage("./Resources/John Appleseed.jpg")

（5）指定收尾操作

在当前的代码块运行结束前，用defer语句执行一系列语句。无论代码块是如何结束的（无论是抛出错误，还是return、break），defer语句都可以执行一些必要的动作。例如，可以用defer语句来保证文件描述符被关闭并且手动释放了内存。

defer语句把执行推迟到要退出当前域的时候。defer语句包括defer关键字以及后面要执行的语句。被推迟的语句可能不包含任何将执行流程转移到外部的代码，比如break或者return语句，或者通过抛出一个错误。被推迟的操作的执行顺序和他们定义的顺序相反，也就是说，在第一个defer语句中的代码在第二个defer语句中的代码之后执行。

 func processFile(filename: String) throws {
     if exists(filename) {
         let file = open(filename)
         defer {
             close(file)
         }
         while let line = try file.readline() {
             // Work with the file.
         }
         // close(file) is called here, at the end of the scope.
     }
 }

上面的例子用defer语句来确保open(_:)函数一定调用对应的close(_:)函数。

注意：即使没有错误处理的代码，你也可以使用defer语句。